基于51單片機的密碼鎖設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

基于AT89S51與AT24C02密碼鎖的設(shè)計（蘇州大學應用技術(shù)學院）目錄前言 IC總線闡明第節(jié)主控芯片AT89S52AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器,器件采納ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容原則8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方式進行編程及通用8位微處置器于單片芯片中，ATMEL公司的功效壯大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比的應用處合，可靈活應用于各類操縱領(lǐng)域。2.1.1.要緊性能參數(shù)與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲器1000次擦寫周期－的工作電壓范疇全靜態(tài)工作模式：0Hz－33MHz三級程序加密鎖128×8字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程I／O口線2個16位準時／計數(shù)器6個中斷源全雙工串行UART通道低功耗空閑和掉電模式中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針掉電標記和快速編程特性靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）2.1.2.功效特性概述AT89S51提供下列原則功效：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I／O口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位準時／計數(shù)器，一種5向量兩級中斷構(gòu)造，一種全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但許諾RAM，準時／計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并嚴禁其它全部部件工作直到下一種硬件復位。2.1.3.引腳功效闡明P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I／0口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口歷時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在F1ash編程時，P0口接受指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，規(guī)定外接上拉電阻。P1口：Pl是一種帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，現(xiàn)在可作輸入口。作輸入口利歷時，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一種電流（IIL）。Flash編程和程序校驗期間，Pl接受低8位地址。端口引腳第二功效：MOSI（用于ISP犏程）MISO（用于ISP犏程）SCK（用于ISP犏程）P2口：P2是一種帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，現(xiàn)在可作輸入口，作輸入口利歷時，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一種在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功效寄放器（SFR）區(qū)中P2寄放器的內(nèi)容），在整個訪問期間不變化。Flash編程或校驗時，P2亦接受高位地址和其它操縱信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／0口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“l(fā)”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除作為同樣的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功效，以下表所示：P3口還接受某些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的操縱信號。端口引腳的第二功效RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）INT0（外中斷0）INT1（外中斷1）T0（準時／計數(shù)器0外部輸入）T1（準時／計數(shù)器1外部輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳顯現(xiàn)兩個機械周期以上高電平將使單片機復位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)立SFRAUXR的DISRT0位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功效。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。ALE／PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存許諾）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即便不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1／6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于準時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一種ALE脈沖。對F1ash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功效寄放器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可嚴禁ALE操作。該位置位后，只有一條M0VX和M0VC指令ALE才會被激活。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設(shè)立ALE無效。PSEN：程序貯存許諾（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每一種機械周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的PSEN信號。EA／VPP：外部訪問許諾。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H－FFFFH），EA端必需維持低電平（接地）。需注意的是：若是加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU那么執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。F1ash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。XTALl：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.1.4.特殊功效寄放器這些地址并無全數(shù)占用，沒有占用的地址亦不可運用，讀這些地址將獲得一種隨意的數(shù)值。而寫這些地址單元將不能獲得預期的成果。不要軟件訪問這些未概念的單元，這些單元是留作后來產(chǎn)品擴展用途的，復位后這些新的位將為0。中斷寄放器：各中斷許諾操縱位于IE寄放器，5個中斷源的中斷優(yōu)先級操縱位于IP寄放器。雙時鐘指針寄放器：為更方便地訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器，提供了兩個16位數(shù)據(jù)指針寄放器：DP0位于SFR（特殊功效寄放器）區(qū)塊中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，當SFR中的位DPS=0選擇DP0，而DPS=1那么選擇DP1。顧客應在訪問對應的數(shù)據(jù)指針寄放器前初始化DPS位。電源空閑標志:電源空閑標志（POF）在特殊功效寄放器SFR中PCON的第4位（），電源打開時POF置“1"，它可由軟件設(shè)立睡眠狀態(tài)并非為復位所妨礙。存儲器構(gòu)造：MCS-51單片機內(nèi)核采納程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器空間分開的構(gòu)造，均含有64KB外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。程序存儲器：若是EA引腳接地（GND），全數(shù)程序均執(zhí)行外部存儲器。在AT89S51，假設(shè)EA接至Vcc（電源+），程序第一執(zhí)行地址從0000H－0FFFH（4KB）內(nèi)部程序存儲器，再執(zhí)行地址為1000H－FFFFH（60KB）的外部程序存儲器。數(shù)據(jù)存儲器：AT89S51的含有128字節(jié)的內(nèi)部RAM，這128字節(jié)可運用直接或間接尋址方式訪問，堆棧操作可運用間接尋址方式進行，128字節(jié)都可設(shè)立為堆棧區(qū)空間。看門狗準時器（WDT）：WDT是為理解決CPU程序運行時可能進入混亂或死循環(huán)而設(shè)立，它由一種14bit計數(shù)器和看門狗復位SFR（WDTRST）構(gòu)成。外部復位時，WDT默覺得關(guān)閉狀態(tài)，要打開WDT，顧客必需按次序?qū)?1EH和0E1H寫到WDTRST寄放器（SFR地址為0A6H），當啟動了WDT，它會隨晶體振蕩器在每一種機械周期計數(shù)，除硬件復位或WDT溢出復位外沒有其它方式關(guān)閉WDT，當WDT溢出，將使RST引腳輸出高電平的復位脈沖。運用看門狗（WDT）：打開WDT需順次序?qū)?1EH和0E1H到WDTRST寄放器（SFR的地址為0A6H），當WDT打開后，需在必然的時候01EH和0E1H到WDTRST寄放器以幸免WDT計數(shù)溢出。14位WDT計數(shù)器計數(shù)達成16383（3FFFH），WDT將溢出并使器件復位。WDT打開時，它會隨晶體振蕩器在每一種機械周期計數(shù)，這意味著顧客必需在不大于每一種16383機械周期內(nèi)復位WDT，也即寫01EH和0E1H到WDTRST寄放器，WDTRST為只寫寄放器。WDT計數(shù)器既不可讀也不可寫，當WDT溢出時，普通將使RST引腳輸出高電平的復位脈沖。復位脈沖持續(xù)時刻為98×Tosc，而Tosc=1／Fosc（晶體振蕩頻率）。為使WDT工作最優(yōu)化，必需在適合的程序代碼時刻段周期地復位WDT避免WDT溢出。掉電和空閑狀態(tài)時的WDT：掉電時期，晶體振蕩停止，WDT也停止。掉電模式下，顧客不能再復位WDT。有兩種方式可退出掉電模式：硬件復位或通過激活外部中斷。當硬件復位退出掉電模式時，處置WDT可象普通的上電復位同樣。當由中斷退出掉電模式那么有所不同，中斷低電平狀態(tài)持續(xù)到晶體振蕩穩(wěn)固，當中斷電平變成高即響應中斷效勞。為避免中斷誤復位，當器件復位，中斷引腳持續(xù)為低時，WDT并未開始計數(shù)，直到中斷引腳被拉高為止。這為在掉電模式下的中斷執(zhí)行中斷效勞程序而設(shè)立。為確保WDT在退出掉電模式時極端情形下不溢出，最佳在進入掉電模式前復位WDT。在進入空閑模式前，WDT打開時，WDT是不是繼續(xù)計數(shù)由SFR中的AUXR的WDIDLE位決定，在IDLE期間（位WDIDLE=0）默許狀態(tài)是繼續(xù)計數(shù)。為避免AT89S51從空閑模式中復位，顧客應周期性地設(shè)立準時器，從頭進入空閑模式。當位WDIDLE被置位，在空閑模式中WDT將停止計數(shù)，直到從空閑（IDLE）模式中退出從頭開始計數(shù)。中斷：AT89S51共有5個中斷向量：2個外中斷（INT0和INT1），2個準時中斷（Timer0和Timer1）和一種串行中斷。這些中斷源各自的嚴禁和使能位參見特殊功效寄放器的IE。IE也涉及總中斷操縱位EA，EA清0，將關(guān)閉全部中斷。準時器0和準時器1的中斷標志TF0和TF1，它是準時器溢出時的S5P2時序周期被置位，該標志保存至下個時序周期。晶體振蕩器特性：AT89S51中有一種用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2別離是該放大器的輸入端和輸出端。那個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一路構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容Cl、C2盡管沒有十分嚴格的規(guī)定，但電容容量的大小會輕微妨礙振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)固性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)固性。若是運用石英晶體，咱們推薦電容運用30pF±10pF，而如運用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10F。顧客也能夠采納外部時鐘。這種情形下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2那么懸空。由于外部時鐘信號是通過一種2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，因此對外部時鐘信號的占空比沒有特殊規(guī)定，但最小高電平持續(xù)時刻和最大的低電平持續(xù)時刻應符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定?？臻e節(jié)電模式：在空閑工作模式狀態(tài)，CPU維持睡眠狀態(tài)而全部片內(nèi)的外設(shè)仍維持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生?，F(xiàn)在，片內(nèi)RAM和全部特殊功效寄放器的內(nèi)容維持不變?？臻e模式可由任何許諾的中斷請求或硬件復位終止。需要注意的是，當由硬件復位來終止空閑工作模式時，CPU普通是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完畢內(nèi)部復位操作，硬件復位脈沖要維持兩個機械周期（24個時鐘周期）有效，在這種情形下，內(nèi)部嚴禁CPU訪問片內(nèi)RAM，而許諾訪問其它端口。為了幸免在復位終止時可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不該是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。掉電模式：在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功效寄放器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的方式是硬件復位或由處在使能狀態(tài)的外中斷INT0和INT1激活。復位后將從頭概念全數(shù)特殊功效寄放器但不變化RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必需維持一準時刻以使振蕩重視啟動并穩(wěn)固工作。Flash閃速存儲器的并行編程：AT89s51單片機內(nèi)部有4k字節(jié)的可快速編程的Flash存儲陣列。編程方式可通過傳統(tǒng)的EPROM編程器運用高電壓（+12V）和和諧的操縱信號進行編程。AT89S51的代碼是一一字節(jié)進行編程的。數(shù)據(jù)查詢：AT89S5l單片機用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一種寫周期是不是終止，在一種寫周期中，如需讀取最后寫入的那個字節(jié)，那么讀出的數(shù)據(jù)的最高位（）是原先寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完畢后，有效的數(shù)據(jù)就會出此刻全部輸出端上，現(xiàn)在，可進入下一種字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。Ready／Busy：字節(jié)編程的進度可通過“RDY／BSY”輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變成高電平“H”后端電平被拉低，表達正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程完畢后，變成高電平表達預備就緒狀態(tài)。程序校驗：若是加密位LB1、LB2沒有進行編程，那么代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù)，各加密位也可通過直接回讀進行校驗。讀片內(nèi)簽名字節(jié)：AT89S51單片機內(nèi)有3個簽名字節(jié)，地址為000H、100H和200H。用于聲明該器件的廠商和型號等信息，讀簽名字節(jié)的進程和正常校驗相仿，只需將和維持低電平。芯片擦除：在并行編程模式，運用操縱信號的對的組歸并維持ALE／PROG引腳200ns－500ns的低電平脈沖寬度即可完畢擦除操作。在串行編程模式，芯片擦除操作是運用擦除指令進行。在這種方式，擦除周期是本身準時的，大概為500ms。擦除期間，用串行方式讀任何地址數(shù)據(jù)，返回值均為00H。Flash閃速存儲器的串行編程：將RST接至Vcc，程序代碼存儲陣列可通過串行ISP接口進行編程，串行接口涉及SCK線、MOSI（輸入）和MISO（輸出）線。將RST拉高后，在其它操作前必需發(fā)出編程使能指令，編程前需將芯片擦除。芯片擦除那么將存儲代碼陣列全寫為FFH。外部系統(tǒng)時鐘信號需接至XTAL1端或在XTALl和XTAL2接上晶體振蕩器。最高的串行時鐘（SCK）不超出l／16晶體時鐘，當晶體為33MHz時，最大SCK頻率為2MHz。數(shù)據(jù)校驗：數(shù)據(jù)校驗也可在串行模式下進行，在那個模式，在一種寫周期中，通過輸出引腳MISO串行回讀一種字節(jié)數(shù)據(jù)的最高位將為最后寫入字節(jié)的反碼。第節(jié)AT24C02AT24C02支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送合同，I2C總線合同規(guī)定：任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器，任何從總線接受數(shù)據(jù)的器件為接受器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和全部起始停止信號的主器件操縱的，AT24C02作為從器件。盡管主器件和從器件都能夠作為發(fā)送器或接受器，但由主器件操縱傳送數(shù)據(jù)發(fā)送或接受的模式。2.2.1.性能與400KHzI2C總線兼容到伏工作電壓范疇低功耗CMOS技術(shù)寫愛惜功效當WP為高電日常進入寫愛惜狀態(tài)頁寫緩沖器自準時擦寫周期1,000,000編程/擦除周期可保存數(shù)據(jù)100年8腳DIPSOIC或TSSOP封裝溫度范疇商業(yè)級工業(yè)級和汽車級2.2.2.引腳功效描述VCC+工作電壓VSS地SCL串行時鐘：串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件全部數(shù)據(jù)發(fā)送或接受的時鐘，這是一種輸入管腳。SDA串行數(shù)據(jù)/地址：雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件全部數(shù)據(jù)的發(fā)送或接受，SDA一種開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或wire-OR。A0A1A2器件地址輸入端：這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)立器件地址，當這些腳懸空時默許值為0，24WC01當運用24WC01或24WC02時最大可級聯(lián)8個器件，若是只有一種24WC02被總線尋址這三個地址輸入腳A0A1A2可懸空或連接到Vss，若是只有一種24WC01被總線尋址這三個地址輸入腳A0A1A2必需連接到Vss。當運用24WC04時最多可連接4個器件該器件僅運用A1A2地址管腳A0管腳未用能夠連接到Vss或懸空，若是只有一種24WC04被總線尋址，A1和A2地址管腳可懸空或連接到Vss。當運用24WC08時最多可連接2個器件且僅運用地址管腳A2A0，A1管腳未用能夠連接到Vss或懸空，若是只有一種24WC08被總線尋址A2管腳可懸空或連接到Vss。當運用24WC16時最多只可連接1個器件全部地址管腳A0A1A2都未用管腳能夠連接到Vss或懸空。WP寫愛惜：若是WP管腳連接到Vcc，全部的內(nèi)容都被寫愛惜只能讀。當WP管腳連接到Vss或懸空，許諾器件進行正常的讀/寫操作。第節(jié)LCD1602此刻的字符型液品模塊已是單片機應用設(shè)計中最經(jīng)常使用的信息顯示屏件了。1602型LCD顯示模塊含有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐碩等特點。1602型LCD能夠顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0—D7和Rs，R／W，EN三個操縱端口，工作電壓為5V，并且含有字符對照度調(diào)劑和背光功效。 2.3.1.接口信號闡明1602型LCD的接口信號闡明如表2-1所示：表2-11602型LCD的接口信號闡明編號符號引腳闡明編號符號引腳闡明1VSS電源地9D2DataI/O2VDD電源正極10D3DataI/O3VO液晶顯示偏壓信號11D4DataI/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5DataI/O5R/W讀寫選擇端（H/L）13D6DataI/O6E使能信號14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負極1602型LCD的要緊技術(shù)參數(shù)如表2-2所示：表2-21602型LCD的要緊技術(shù)參數(shù)顯示容量芯片上作電壓工作電流模塊最佳工作電壓字符尺寸16X2個字符～4.35大致操作程序讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=L，E=H輸出：DO-D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=H，E=H輸出：無寫指令：輸入：RS=L，RW=L，D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出：D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=L，D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出：無第節(jié)晶振振蕩器晶體振蕩器，簡稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，那個頻率通過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各類不同的總線頻率。以聲卡為例，要實現(xiàn)對模擬信號或48kHz的采樣，頻率發(fā)生器就必需提供一種或48kHz的時鐘頻率。若是需要對這兩種音頻同時支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振?？墒谴丝痰膴蕵芳壜暱榱藴p少本錢，普通都采納SCR將輸出的采樣頻率固定在48kHz，可是SRC會對音質(zhì)帶來損害，并且此刻的娛樂級聲卡都沒有專門好地解決那個問題。此刻應用最普遍的是石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)固度的振蕩器，石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)固頻率和選擇頻率，是一種能夠取代LC諧振回路的晶體諧振元件。石英晶體振蕩器普遍地應用在電視機、影碟機、錄像機、無線通信設(shè)備、電子鐘表、單片機、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處置設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。在單片機中為其提供時鐘頻率。石英晶體振蕩器是運用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應制成的一種諧振器件，它的大致構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按必然方位角切下薄片(簡稱為晶片，它能夠是正方形、矩形或圓形等)，在它的兩個對應面上涂敷上銀層用作電極運用，在每一種電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品同樣用金屬外殼封裝，也有效玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產(chǎn)生機械變形振動，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而致使機械變形的振幅忽然增大。本設(shè)計中采納12MHz做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為30pF。第3章系統(tǒng)硬件構(gòu)成第節(jié)設(shè)計原理本設(shè)計采納AT89S52為主控芯片，通過IIC總線合同與AT24C02進行通信。電路的輔助模塊有復位電路、矩陣按鍵電路、繼電器電路、報警電路。在進行keilc編程的時候，第一在程序中設(shè)立初始密碼。在進行開鎖的時候，顧客需要進行根據(jù)提示進行運用按鍵輸入密碼，在輸入密碼的同時主控芯片單片機遇根據(jù)程序的設(shè)定和輸入的密碼進行比較，若是輸入每一種密碼都對的的情形下，那么液晶會提示顧客進行對應的操作，如進行修改密碼。報警與開鎖電路實際是在在密碼已經(jīng)進行比對后來，主控芯片通過鑒定的成果給出對應的操作，即對應的I/O端口會顯現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)開鎖與報警的功效。系統(tǒng)框圖如圖3-1所示圖3-1系統(tǒng)框圖第節(jié)電路總圖構(gòu)成在確信了選用什么型號的單片機后，就要確信在外圍電路，其外圍電路涉及電源輸入部份、存儲部份、鍵盤輸入部份、復位部份、晶振部份、顯示部份、報警部份、開鎖部份構(gòu)成，依如實際情形鍵盤輸入部份選擇4*4矩陣鍵盤，顯示部份選擇字符型液晶顯示LCDl602。電路總圖如圖3-2所示：圖3-2電路總原理圖3.2.1.報警部份當密碼輸入兩次的數(shù)值與所設(shè)定的參數(shù)值不同時，單片機AT89C51便通過口操縱三極管來驅(qū)動揚聲器報警，當輸出低電日常三極管截止，當輸出高電日常三極管導通揚聲器報警。如圖3-3所示圖3-3報警電路原理圖3.2.2.AT24C02存儲部份掉電存儲單元的作用是在電源斷開的時候，存儲現(xiàn)在設(shè)定的單價信息。AT24C02是ATMEL公司開發(fā)的可擦除存儲芯片，AT24C02是一種2K位串行CMOSE2PROM，內(nèi)部含有256個8位字節(jié)，AT24C02有一種16字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過IIC總線接口進行操作，有一種專門的寫愛惜功效。采納兩線串行的總線和單片機通信，電壓最低能夠到，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10Ua，芯片內(nèi)的資料能夠在斷電的情形下保存40年以上，并且采納8腳的DIP封裝，運用方便。如圖3-4所示圖3-42AT24C02原理圖電路3.2.3.顯示部份為了提高密碼鎖的密碼顯示成效能力。本設(shè)計的顯示部份由液晶顯示屏LCDl602取代普通的數(shù)碼管來完畢。只有按下鍵盤上的啟動按鍵后，顯示屏才處在啟動狀態(tài)。同理只有按下關(guān)閉按鍵后顯示屏才處在關(guān)閉狀態(tài)。否則顯示屏將始終處在初始狀態(tài)，當需要對密碼鎖進行開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后運用鍵盤上的數(shù)字鍵0-9輸入密碼，每按下一種數(shù)字鍵后在顯示屏上顯示一種“*”，輸入多少位就顯示多少個“*”。當密碼輸入完畢時，按下確認鍵，若是輸入的密碼對的的話，LCD子顯示“RIGHT”，單片機其中引腳會輸出低電平，使三極管T2導通，電磁鐵吸合，電子密碼鎖被打開，若是密碼不對的，LCD顯示屏會顯示“ERROR”，輸出的是高電平，電子密碼鎖不能被打開。通過LCD顯示屏，能夠清晰的鑒定出密碼鎖所處的狀態(tài)。其顯示部份引腳接口如圖3-5所示：圖3-5液晶顯示電路和上拉電阻驅(qū)動3.2.4.復位電路復位電路（圖3-12是單片機復位電路）含有上電自動復位和手動復位的雙重功效。單片機的RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號是高電平的時候才有效，其有效時刻應持續(xù)24個震蕩脈沖周期（即2個機械周期）以上；同樣為了確保應用系統(tǒng)能夠精確地復位，復位電路應使引腳RST腳維持10ms以上的高電平狀態(tài)。只要RST維持高電平，單片機就會自動循環(huán)復位。當RST引腳從高電平狀態(tài)轉(zhuǎn)為低電平狀態(tài)時，單片機退出復位狀態(tài)，從程序存儲器的0000H地址開始執(zhí)行顧客程序。電容C3和電阻R5構(gòu)成上電復位電路。上電剎時RST引腳獲得高電平，隨著電容C11的充電，RST引腳的高電平慢慢下降。只要高電平維持足夠的時刻，單片機就能夠完畢復位。手動復位如圖3-6所示圖3-6復位電路3.2.5.晶振部份AT89S52引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容C二、C3按圖4-6所示方式連接。晶振、電容C2／C3及片內(nèi)與非門(作為反饋、放大元件)構(gòu)成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容C二、C3的容量有關(guān)，但要緊由晶振頻率決定，范疇在0～33MHz之間，電容C二、C3取值范疇在20～40pF之間。依如實際情形，本設(shè)計中采納12MHz做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為30pF。電路如圖3-7圖3-7晶振電路3.2.6.開鎖電路開鎖電路的功效是當輸入對的的密碼后密碼鎖將被鎖定，既開鎖。當單片機引腳發(fā)出信號經(jīng)三極管放大后，觸動電磁閥即會把鎖打開。一旦輸入密碼，單片機便會與初始密碼進行比對，若是密碼輸入兩次都與原始密碼不相符即會報警。電路如圖3-8所示圖3-8開鎖電路3.2.7.鍵盤輸入模塊鍵盤是單片機十分重要的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。鍵盤是由一組規(guī)那么排列的按鍵構(gòu)成，一種按鍵事實上確實是一種開關(guān)元件，即鍵盤是一組規(guī)那么排列的開關(guān)。根據(jù)按鍵與單片機的連接方式不同，按鍵要緊分為獨立式按鍵和矩陣式按鍵，有了這些按鍵，對單片機的操縱就方便多了。本設(shè)計按鍵數(shù)量較多，因此采納矩陣式按鍵以節(jié)省I/O口線。將16個按鍵分為4排4列排列好，如圖3-9矩陣鍵盤硬件構(gòu)造。當有一種鍵按下時，通過某一邊引腳賦低電平，掃描全數(shù)引腳看是不是與最初的賦值同樣，不同那么根據(jù)對應的算法（通過變化后的值與初始值相或，根據(jù)成果賦值）確信是哪個鍵按下。鍵盤為4×4形式，按鍵涉及阿拉伯數(shù)字0~9，和鎖定、更改和改密三個應用按鍵。當顧客需要輸入密碼或修改密碼時，按下對應按鍵即會與單片機產(chǎn)生信號，并會執(zhí)行對應的程序。電路如圖3-9所示圖3-9矩陣鍵盤電路第4章仿真設(shè)計第節(jié)Protues仿真軟件概述Protues是現(xiàn)在運用比較普遍的單片機類的仿真系統(tǒng)的軟件之一，它能夠?qū)崿F(xiàn)的功效比較多，能夠?qū)崿F(xiàn)程序與原理圖的連調(diào)，也能夠單獨作為繪制原理圖的工具運用，與Protel有著過之不及的功效，于此同時還能夠進行PCB幅員的生成，在方式中與Protel類似。此款軟件及繪制原理圖、PCB幅員和仿真于一身。Protues此款軟件的運用比較簡樸。在運行環(huán)境搭載好的前提下，打開ISIS直接進入到主界面，在左側(cè)欄框中有一種快捷鍵P(從庫當選用)，點擊后顯現(xiàn)一種對話框然后輸入想要查找的元器件即可。后來在單擊確信按鍵所選器件就會顯示在界面左上角的小框中現(xiàn)在點擊鼠標左鍵就會放到圖層中，然后直接把鼠標放到接頭處就會顯示一種畫筆的標志現(xiàn)在按住鼠標左鍵就可進行連線了。如圖4-1所示為畫圖界面。圖4-1畫圖界面第節(jié)Protues與Keil的連調(diào)在進行連調(diào)之前必需確保程序是完整的，原理圖也是沒有錯誤的。還要在對的的運行平臺下進行操作。檢查沒有錯誤后，打開原理圖，點擊單片機就會顯現(xiàn)一種對話框如圖5-2所示，然后把生成的.hex文獻添加到里面即可實現(xiàn)。在那個地址比較重要確實實是.hex文獻的生成進程。第一把已編寫好的程序加載到Keil軟件下進行編譯若是沒有碰到任何錯誤后，選擇對應的選項就能夠夠生成.hex文獻了。后來再根據(jù)生成的的途徑去尋覓那個文獻。找到后來加載到之前點開的對話框上即可。在爾后點擊運行按鍵就會進行仿真了，根據(jù)設(shè)計的功效去調(diào)試就能夠夠了。加載hex如圖4-2所示圖4-2加載.hex文獻第節(jié)Protues與Keil的連調(diào)的仿真成果系統(tǒng)仿真運行環(huán)境下的成果如圖4-3所示圖4-3系統(tǒng)仿真圖開鎖仿真圖如5-4所示圖4-3開鎖仿真圖第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件設(shè)計由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功效程序、密碼設(shè)立程序、EEPROM讀寫程序和延時程序等構(gòu)成。第節(jié)主程序流程圖圖5-1所示為主程序流程圖，開始接上電源，程序進行初始化設(shè)立，然后在鍵盤上輸入密碼，此系統(tǒng)進行鍵盤掃描，然后啟動程序，進行愛惜，再次在鍵盤上輸入密碼，系統(tǒng)進行掃描，如和之前同樣，那么執(zhí)行程序，如不是，那么執(zhí)行另一種程序，最后終止。圖5-1主程序流程圖第節(jié)按鍵功效流程圖圖5-2為按鍵功效流程圖，在按鍵當中，有與輸入、開鎖、去除、設(shè)立、確認的程序相對應的按鍵，并按次序與輸入的數(shù)相較較，當輸入對的時，進入密碼程序，錯誤時進行去除，輸入兩次對的的，可進行從頭設(shè)立，最后確認程序。圖5-2按鍵功效流程第節(jié)密碼設(shè)立流程圖如圖5-3為密碼設(shè)立流程圖，開始按下設(shè)立鍵，輸入舊密碼，若是錯誤，累計三次錯誤，進行報警程序。如輸入對的，能夠改密碼，確認后再次輸入更改后密碼，如兩次輸入同樣，那么更改成功。圖5-3密碼設(shè)立流程圖第節(jié)開鎖流程圖圖5-4為開鎖流程圖，開始時按開鎖鍵，輸入密碼，若是輸入對的，那么開鎖成功。若是輸入錯誤累計三次，那么執(zhí)行報警程序。圖5-4開鎖流程圖結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計我之因此選擇基于AT89S52與AT24C02的密碼鎖的設(shè)計，是由于我有關(guān)單片機與芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸還存在著必然的問題。這次通過本次畢業(yè)設(shè)計，我查閱了大量的資料，具體理解AT89S52芯片、存儲器芯片的讀寫操作、編程程序的簡化與原則。在進行整體的設(shè)計后來，我運用了keilc軟件編寫了程序并且進行了protues軟件的仿真。在仿真成功了后來。我才開始進行開始制作硬件電路。硬件電路涉及，復位電路、晶振電路、矩陣按鍵電路、LCD1602液晶顯示電路、報警批示電路、開鎖電路和AT24C02存儲器電路！在進行硬件電路制作的時候，我花了大量的時刻，由于既要設(shè)計的美觀又要考慮實際的電路布線規(guī)那么，因此仍是感覺制作起來極為困難。電路制作好了后來，我運用下載器把程序下載進去后來，發(fā)現(xiàn)并無我想象的那么的成功，然后我只能一一的調(diào)試各個模塊，最后發(fā)現(xiàn)仍是存在許多的問題的，如業(yè)績顯示模塊在運用主控單片機的P0模塊是，仍是要需要運用上拉電阻的。在進行矩陣電路的制作時，電路很容易發(fā)生短路，因此必需運用萬用表逐個的測量運用短路的現(xiàn)象！從策劃開始，我開始查找和收集大量的資料，進行程序編程的時候，我又要把各個軟件認真的熟悉了一下，再到仿真成功，硬件調(diào)試成功。在那個復雜的進程中我真的學到了諸多。我學會以了系統(tǒng)的看待了一種問題，也必需細心的看待每一種問題，由于一種整體不管在哪個小的方面出了問題，都會造成整個系統(tǒng)的出錯。參考文獻劉昌華，易逵.《8051單片機的C語言應用程序設(shè)計與實踐》[M].國防工業(yè)出版社.魏立峰,王寶興.單片機原理與應用技術(shù)[M].北京:北京大學出版社,:34-65.王為青，邱文勛.《51單片機應用開發(fā)案例精選》[M].人民郵電出版社.譚浩強.C程序設(shè)計(第三版)[M].北京：高等教育出版社，：113.陳雪麗.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,.王少偉,巫丹.89C51單片機USB接口的設(shè)計與實現(xiàn).科技創(chuàng)新導報,(28).李明喜．新型電子密碼鎖的設(shè)計[J]．機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，，（03）；董繼成．一種新型平安的單片機密碼鎖[J]．電子技術(shù)，，（03）；楊茂濤．一種電子密碼鎖的實現(xiàn)[J]．福建電腦，，（08）；瞿貴榮．有效電子密碼鎖[J]．家庭電子，，（07）；,跟我學51單片機系列教程第（十一）—I2C總線[J],《》第11期.,.[J],.致謝光陰飛逝，一轉(zhuǎn)眼大學四年的光陰就過去了，我所學的專業(yè)是電子信息工程與技術(shù)，我很愛慕這門專業(yè)，因此我的專業(yè)課成績也不是很差。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我的論文指導教師真的幫了我諸多的忙，指導了我諸多。在這次論文的選題到最后論文定稿，教師給了我諸多的建議。尚有確實是我在做硬件的時候，我的同窗給了我諸多的建議，我的同窗專業(yè)學的專門好，特別在做硬件方面，我在幾個比較難以解決的問題都是她幫我解決的。在我做論文的時候給了我諸多的鼓舞與幫忙。最后還要感謝我的父母，這樣含辛茹苦的給了我這樣個學習的機遇。總之，感謝你們始終隨著著我成長。真的到了離別的時候了，真的超級不舍得我美麗的母校，我敬愛的教師，可是百舸爭流，勇者沒必要勇敢向前。不管前面碰到什么苦難，我相信大學四年，我已經(jīng)學會了如何去試探我所碰到的問題，學會如何去解決我所碰到的問題。最后，感謝在大學期間熟悉我和我熟悉的全部朋友，由于你們的陪伴，我的大學生活才豐碩多彩！謝謝！附錄附錄1:實物照片圖1實物圖2輸入密碼圖3密碼對的提示圖4修改密碼附錄2:部份源程序#include<>//涉及頭文獻，同樣情形不需要改動，頭文獻涉及特殊功效寄放器的概念#include""#include""#defineKeyPortP1unsignedcharKeyScan(void)//鍵盤掃描函數(shù)，運用行列反轉(zhuǎn)掃描法{unsignedcharcord_h,cord_l;//行列值中間變量KeyPort=0x0f;//行線輸出全為0cord_h=KeyPort&0x0f;//讀入列線值if(cord_h!=0x0f)//先檢測有無按鍵按下{DelayMs(10);//去抖if((KeyPort&0x0f)!=0x0f){cord_h=KeyPort&0x0f;//讀入列線值KeyPort=cord_h|0xf0;//輸出現(xiàn)在列線值cord_l=KeyPort&0xf0;//讀入行線值while((KeyPort&0xf0)!=0xf0);//等待松開并輸出return(cord_h+cord_l);//鍵盤最后組合碼值}}return(0xff);//返回該值}unsignedcharKeyPro(void)//按鍵值處置函數(shù)，返回掃鍵值{switch(KeyScan()){case0x7e:return0;break;//0按下對應的鍵顯示相對應的碼值case0x7d:return1;break;//1case0x7b:r